공조냉동기계기능사 필기시험 4회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 공조냉동기계기능사 필기시험 4회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 안전 관리 및 법규


1.1. 안전 장치 및 점검

  • 비상정지장치: 컨베이어 등에 근로자의 신체 일부가 말려드는 등 위험을 미칠 우려가 있을 때 반드시 설치해야 하는 장치입니다.

  • 계획점검: 일정 기간마다 정기적으로 (매주 또는 매월 1회씩) 담당 분야별 작업책임자가 실시하는 점검입니다.


1.2. 보호구 및 작업 안전

  • 보호장구 보관: 깨끗하게 세척한 후에는 햇빛이 들지 않는 그늘에서 건조시켜야 합니다. 광선을 피하고, 통풍이 잘 되는 곳에 보관하며, 부식성 물질과 혼합 보관하지 않습니다.

  • 정(Chisel) 작업: 면이 단단한 열처리된 부분은 취성이 커서 정으로 가공하지 않습니다. 머리가 둥글게 된 정은 사용하지 않아야 합니다.

  • 안전보건표지 (색채): 비상구 및 피난소, 사람 또는 차량의 통행표지 색채는 녹색입니다.


1.3. 가스 및 용기 취급

  • 기밀시험 가스: 냉동설비 기밀시험 시 산소와 같은 조연성 가스는 절대 사용해서는 안 됩니다. 헬륨, 질소, 탄산가스 등을 사용합니다.

  • 산소 용기 취급: 용기 밸브에 기름(그리스 등)을 바르면 안 됩니다 (화재 위험). 밸브의 개폐는 천천히 하며, 누출 검사는 비눗물을 사용해야 합니다.

  • 가스장치실 설치: 벽은 불연성 재료를 사용하고, 지붕과 천장은 가벼운 불연성 재료를 사용해야 합니다. 가스가 누출될 경우 정체되지 않도록 하며, 방음장치는 설치할 필요가 없습니다.



2. 냉동 사이클 및 이론


2.1. 냉동 사이클 기본

  • 사이클 순서: 압축 → 응축 → 팽창 → 증발

  • 냉동톤 (RT): 0C의 물 1톤을 24시간 동안에 0C의 얼음으로 만드는 데 필요한 열량입니다.

  • 카르노 사이클 열효율 (eta): (T1 - T2) / T1

    • (T1: 고열원 절대 온도, T2: 저열원 절대 온도)

  • 열역학 제1법칙: 밀폐계에 전달되는 열량은 내부에너지 증가와 계가 한 일의 합과 같습니다 (에너지 보존의 법칙).


2.2. 사이클 변화 및 현상

  • 응축온도 상승 영향 (증발온도 일정 시):

    • 토출가스 온도 상승

    • 소요 동력 증대

    • 냉동 능력 감소

    • 성적 계수 감소

  • P-h 선도 (압력-엔탈피):

    • 팽창 과정: 엔탈피는 일정하지만, 압력은 내려갑니다.

    • 압축 과정: 엔트로피는 증가합니다.

  • 단열 압축: 냉매 증기를 단열 압축하면 온도는 높아집니다.

  • 오일해머 현상: 오일 포밍 현상으로 실린더 내로 오일이 올라가 오일을 압축하여 실린더 헤드부에서 이상이 발생하는 현상입니다.


2.3. 냉매 및 브라인

  • 프레온계 냉매: R-12가 기름에 대한 용해도가 가장 큽니다.

  • 암모니아 냉매 (NH3): 수분이 침입되었을 때 에멀션 현상이 일어나기 쉬우며, 물에 대한 용해도가 매우 큽니다.

  • NH3 압축기 수랭 이유: 냉매의 비열비값이 크기 때문에 토출 가스 온도가 높아져 냉각이 필요합니다.

  • 브라인 부식 방지: 공기와 접촉시키면 부식이 촉진되므로 공기와 접촉시키지 않습니다. pH를 7.5 - 8.2 정도로 유지하고 방청제를 첨가합니다.



3. 공기조화 및 환기


3.1. 공기조화 방식

  • 수·공기방식: 유인 유닛 방식, 팬코일 유닛 방식 (덕트 병용), 복사 냉난방 방식 (덕트 병용) 등이 있습니다. 이중 덕트 방식은 전공기 방식에 속합니다.

  • 정풍량 단일 덕트 방식: 부하 변동 대응이 어려워 정밀한 온습도를 요구하지 않는 극장, 공장 등의 대규모 공간에 적합합니다.


3.2. 열 및 습도 계산

  • 현열비 (SHF): 현열량 / (현열량 + 잠열량)

    • 예시: 현열 3,200 kcal/h, 잠열 600 kcal/h 일 때 SHF = 3,200 / (3,200 + 600) = 약 0.84

  • 환기에 의한 손실열량: Q = V * r * c * dt * N

    • 체적 V (15 m^3) * 비중량 (r, 1.2 kg/m^3) * 비열 (c, 0.24 kcal/kg.C) * 온도차 (dt, 16 C) * 환기 횟수 (N, 3회/h) = 약 207.4 kcal/h

  • 유효온도 (ET): 체감을 나타내는 척도로 온도와 습도가 관계있습니다.


3.3. 덕트 및 장치

  • 댐퍼 (Damper):

    • 방화 댐퍼: 화재 시 화염을 차단하는 목적입니다. (연기 배출은 배연 댐퍼)

  • 취출구 (Diffuser): 팬형 취출구는 원형 또는 원추형 팬을 매달아 토출 기류를 천장면을 따라 수평 방향으로 취출하며 유인비 및 소음 발생이 작습니다.

  • 냉각/가열 코일: 공기의 흐름과 물의 흐름은 전열을 증대시키기 위해 **대향류(역류)**가 되도록 시공해야 합니다.

  • 동압 계산: 공기의 비중량(r)과 유속(v)을 이용하며, Pd = 약 6 mmAq (유속 10 m/s 기준)입니다.


3.4. 환기 방식

  • 기계 환기법:

    • 제1종 (병용식): 급기 (송풍기) → 배기 (송풍기)

    • 제2종 (압입식): 급기 (송풍기) → 배기 (자연) → 실내 양압 유지 (청정실 적합)

    • 제3종 (흡출식): 급기 (자연) → 배기 (송풍기) → 실내 음압 유지 (주방/화장실 적합)



4. 보일러 및 배관


4.1. 보일러

  • 안전 저수면: 보일러 드럼 내 운전 중에 유지해야 하는 최저 수면의 위치입니다.

  • 노통연관보일러 최저수위 (안전 저수면):

    • 노통이 연관보다 높은 경우: 노통 최고부 위 100 mm

    • 연관이 노통보다 높은 경우: 연관 최고부 위 75 mm

  • 자동연소제어 (Automatic Combustion Control) 약호: ACC

  • 수위 제어 요소: 수위, 증기량, 급수량이며, 급수 온도는 제어 시스템이 직접 제어할 수 없습니다.


4.2. 배관 및 이음쇠

  • 슬리브: 콘크리트 벽이나 바닥 등 배관이 관통하는 곳에 관의 보호를 위해 사용합니다.

  • 브레이스 (Brace): 압축기 진동, 서징, 수격작용, 지진 등에서 발생하는 진동을 억제하기 위해 사용하는 지지 장치입니다.

  • KS 기호 (고온배관용 탄소강 강관): SPHT

  • 지름이 다른 관 연결 이음쇠: 부싱, 리듀서 (이경 소켓), 이경 엘보 등이 있으며, 리턴 밴드는 U자형으로 방향을 180도 변경하는 이음쇠입니다.

  • 밸브:

    • 글로브 밸브 (Globe Valve): 유량이 적거나 고압일 때 유량 조절을 엄밀하게 행할 목적으로 사용됩니다.

  • 증기난방 배관: 루프형 배관은 환수관이 문 또는 보와 교차할 때 위로는 공기, 아래로는 응축수를 유통시킬 수 있도록 시공하는 형식입니다.


4.3. 일반 지식

  • LPG 주성분: 프로판, 부탄, 프로필렌, 뷰틸렌. 메탄은 LNG의 주성분입니다.

  • 기체 연료 발열량 단위: kcal/Nm^3 (고체/액체는 kcal/kg)

  • 비열비: 정압 비열 (Cp) / 정적 비열 (Cv)

  • 강관용 공구: 파이프 바이스, 파이프 커터, 동력 나사 절삭기 등이 있으며, 드레서는 동관용 공구입니다.







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